國外水文水井鉆機概況

農田水利的發展，城市供水和工礦用水量的日益增大，要求探明并開發更多的地下水源。今天，在全世界淡水的總量中，地下水占95%以上，與許多地表水正被污染的情況相比，地下水污染較少或基本上未被污染。七十年代以來，由于對地下水的進一步需求，水井的深度和數量自然也隨之增長。300-500米深的水井，日益增多。

水文水井鉆進工藝根據自己的需要，大量引用石油工業和采礦工業的若干技術。據74年1月統計，美國制造水文水井鉆機的企業有31家(不包括制造鉆具、井竹、動力機及配套的企業)。據1968年2月統計，全美共有水井1500萬口。每年供水系統安裝設備不斷增加。1966和1967年兩年，平均安裝875,000套供水設備；從1963年至1967年，平均每年增長供水設備5%。

水文水井鉆機從過去單一方式的鋼繩沖擊鉆機和立軸、轉盤回轉鉆機、向一機多用方向發展。

近十年來，國外水文水井鉆機的改進較多，_就其變化內容來看;除原有的沖擊和回轉鉆進方法之外，較多采用潛孔沖擊鉆具以沖擊——回轉方式鉆進，在鉆進礫石或卵石層時效率較高。

國外各種水文水井鉆機中，立軸式回轉鉆機使用日漸減少，多數為轉盤式回轉鉆機。國外的轉盤式回轉鉆機多用液壓馬達驅動轉盤，再帶動鉆桿旋轉。小通孔轉盤可液壓回退，以便下大直徑管套便于加壓和水龍頭導正，所以鉆進效率較高。轉盤扭矩大，可擰卸鉆桿。大通孔轉盤下大鉆具方便，但制造困難，加壓方便卻過于笨重。

液壓技術在水文水井鉆機上的應用日益提高。動力水龍頭驅動式鉆機直接用液壓馬達(或低轉速大扭矩液壓馬達或高轉速馬達加上減速裝置)裝在主動鉆桿頂部驅動主動鉆桿，形成頂部驅動。液壓技術用在鉆塔上，主要是用于鉆塔的伸縮和起落。卷筒的回轉和控制以及水泵的起動，水平千斤頂的操作，也都實現了液壓化。新型鉆機裝有油壓驅動的擺移管裝置，使鉆桿自動對準井口或離開井口，只用一個人操作鉆機。

由于動力水龍頭能沿鉆塔導軌上下移動，這就使鉆機具有更大程度的機械化。它與轉盤式鉆機相比，具有如下幾個優點：

(1)不需專用的主動鉆桿，加接鉆桿時可不必把鉆具提離井底或少提離井底(轉盤鉆機需提一根主動鉆桿長度)；

(2)可回轉起下鉆具，

以上兩點可減少井內事故

(3)便于實現升降工序機械化和塔上無人操作；

(4)加減壓機構和鉆進絞車可以合為一體；

(5)可使用多種鉆進工藝，如可用螺旋鉆頭，合金鉆頭，甚至還可用金剛石鉆頭或牙輪鉆頭。

因此，動力水龍頭式水文水井鉆機已成為今后水文水井鉆機發展的主要趨勢。

一種氣動潛孔沖擊鉆進的最新發展是具有可更換的碳化鎢圓頭柱的鑲嵌鉆頭，即球齒鉆頭。這種鉆頭在鉆頭面一側至鉆頭面的預定高度上鑲嵌圓頭柱，更換時用一種特制的沖頭通過鉆頭背面的小孔打出圓頭柱。1971-1973年間，這種鉆頭有了新的改進，可在幾秒鐘內從鉆頭取出或完成圓頭柱鑲嵌。潛孔錘鉆進時可加入泡沫以克服過多的水流入。在晶質巖、變質巖或其它巖石中用空氣鉆進地下水，已引人注意。無疑，潛孔錘鉆進技術還將進一步改進。

主要鉆進工藝參數(轉數，井底壓力，泵壓和泵量，潛孔錘沖擊速度、溫度和扭矩)的儀表和遠距離指示卡車發動機的轉速、油壓、水溫的儀表控制和操縱手把，以及起動開關，在國外水文水井鉆機上都集裝在司鉆位置上，因而提高了機械化程度，減少了操作人員的數量，一臺鉆機一般只需兩個人操作。

現代水文水井鉆機的一個特點是一機多用，根據所鉆地層的變化而改變鉆進方法。將沖擊和回轉兩種鉆進法或泥漿/空氣回轉和潛孔錘三種鉆進法結合在一臺鉆機上已較普遍，使鉆進效率顯著提高。